Proposal for a new test methodology for assessing the performance of rear-ventilated façades against wind-driven rain (wdr) and driving rain wind pressures (drwp)

Resumen

Las fachadas son la parte más sensible de la envolvente de los edificios. Pues la adecuada protección del espacio interior frente a los agentes atmosféricos depende exclusivamente de la optimización de los resultados proporcionados en la concepción y diseño de la tipología constructiva usada en la fachada. Dentro de las posibles soluciones constructivas se hallan los cerramientos de fachada ventilada; también conocida como pantalla con ecualización de presiones. Las fachadas ventiladas son cerramientos verticales compuestos por múltiples hojas. Cada una de estas hojas tiene una función específica en la respuesta de la fachada frente a la intemperie. Se trata de una tipología constructiva considerada como solución alternativa a las soluciones constructivas propuestas en el Código Técnico de la Edificación (CTE). Por ello, se necesita un análisis específico para justificar que dichas soluciones constructivas cumplen con los requisitos esenciales establecidas en la Ley de Ordenación de la Edificación (LOE). Estos requisitos esenciales simplemente se enumeran en la LOE mientras que el CTE los desarrolla en detalle como exigencias básicas. El CTE especifica las características prestacionales relacionadas con cada exigencia básica que deben cumplir las fachadas a la vez que define los criterios de evaluación y proporciona los métodos de verificación. Sin embargo, en el caso de fachadas ventiladas el CTE no proporciona un método de verificación para justificar el cumplimiento de las diversas características prestacionales. Además, tampoco explica cómo se valoran estas características prestacionales. Respecto a la exigencia básica de protección frente a la humedad, el CTE establece tres características prestacionales: (1) Grado de impermeabilidad al agua de lluvia, (2) Capacidad de drenaje de la cámara de aire y (3) Limitación de condensaciones. De acuerdo al CTE, el grado de impermeabilidad al agua de lluvia se establece en función de la localización geográfica del edificio. Además, la idoneidad de la solución constructiva adoptada para el grado de impermeabilidad exigido se fundamenta en una descripción cualitativa de diversos parámetros derivados del uso de soluciones constructivas tradicionales. De manera similar, La Guía 034 del Documento de Idoneidad Técnica Europeo de sistemas de fachada ventiladas (ETAG 034), base para la emisión de los Documentos de Idoneidad Técnica Europeo (DITE) y/o las Evaluaciones Técnicas Europeas (ETE), enumera las características prestacionales a evaluar en fachadas ventiladas. Estas características prestacionales son: (1) la impermeabilidad de las juntas (protección frente al agua batiente), (2) la permeabilidad al agua del revestimiento, (3) la permeabilidad al vapor de agua de la fachada y (4) la capacidad de drenaje de la cámara de aire. De acuerdo a la Guía 034, el grado de impermeabilidad de la fachada y la capacidad drenante de la cámara se evalúan valorando el diseño del detalle constructivo. Para ello, se consideran las características de los materiales usados, la geometría de los elementos de revestimiento y el diseño de las juntas. En este sentido, la Guía 034 propone un ensayo artificial de agua viento al sistema de fachada cuando se requiere la estanqueidad de las juntas cerradas. El procedimiento de ensayo para dicha evaluación se refiere al Procedimiento A del protocolo de ensayo prescrito en la norma EN 12865. Sin embargo, cuando se quiere valorar la gestión al agua de las juntas abiertas, la Guía 034 no sugiere ni propone ningún método de ensayo. Por ello, cuando los fabricantes de fachadas ventiladas solicitan una evaluación técnica de las prestaciones de su producto frente al agua batiente, los laboratorios de ensayos acreditados recurren a otras normativas europeas tales como: las normas UNE, las normas ISO, etc. No obstante, estas normas no son específicas de fachadas ventiladas por lo que no proporcionan medios para evaluar cuantitativamente la estanqueidad de la fachada ventilada. Así como tampoco para cuantificar la capacidad drenante de la cámara de aire. Además, las normativas de ensayo existentes, dirigidas mayoritariamente a ventanas y muros cortina, proporcionan resultados cualitativos, no cuantitativos. Pues proporcionan un nivel de prestación en función de cuando aparece la filtración de agua en la cara interior de la muestra de ensayo. Luego las normativas de ensayos estanqueidad existentes no aportan medios para cuantificar la gestión del agua en fachadas ventiladas ni cuantificar la cantidad de agua que alcanza la hoja interior de la fachada ventilada. La obtención de valores porcentuales de infiltración a través de la fachada ventilada permitirá conocer la carga de humedad a la que se puede ver sometida las diversas hojas de una fachada ventilada durante su vida útil. Dichas cargas de humedad deben ser gestionas en el diseño del detalle constructivo de la fachada ventilada; bien mediante evaporación en la cámara o bien mediante drenaje en la zona inferior de la cámara; sin que exista ningún riesgo de filtración de agua en el intradós de la hoja interior o prematuro deterioro de algún material sensible a la humedad. Todo lo anteriormente expuesto nos conduce a la conclusión de que la respuesta al agua batiente y al viento de las fachadas ventiladas está todavía por esclarecer. Por un lado, todavía existe un vacío en lo relativo al conocimiento de los principios que gobiernan el diseño del detalle constructivo en fachadas ventiladas para una correcta gestión del agua. Además, tampoco existen datos cuantitativos que corroboren dichos principios. Por otro lado, los detalles constructivos de este tipo de fachadas no están prescritos en las normativas vigentes, a diferencia de lo que ocurre en las tipologías más tradicionales. Asimismo, las pocas guías existentes para este tipo de fachadas se basan en la respuesta estática a cargas de viento. Con el objetivo de proporcionar un conocimiento más detallado y profundo de la gestión al agua batiente y al viento de las fachadas ventiladas, se ha llevado a cabo la presente tesis doctoral. Durante la misma se ha desarrollado una fase de trabajo de campo, cuyo resultado ha sido la propuesta de una nueva metodología para evaluar la gestión del agua en fachadas ventiladas. Esta metodología adopta un enfoque holístico al sistema de fachada ventilada favoreciendo su aplicación en todo tipo de fachadas ventiladas. En la misma, la gestión del agua se basa en niveles del I al VII. Estos niveles están estrechamente relacionados con el detalle constructivo de la fachada. Posteriormente, se ha realizado una fase de trabajo en laboratorio. En esta fase, dos prototipos de fachada ventilada se han construido a escala 1:1 para después ensayarlos en laboratorio. El diseño de cada prototipo ha tratado de reproducir las características fundamentales una tipología de fachada ventilada distinta. La realización de los ensayos en laboratorio no solo ha permitido poner a prueba la metodología de gestión del agua propuesta, sino que también ha permitido valorar la influencia de determinados parámetros en el diseño del detalle constructivo en la filtración de agua a través de los sistemas de fachada ventilada. La presente investigación ha culminado con la propuesta de una nueva metodología de ensayo para evaluar la gestión al agua batiente y al viento de las fachadas ventiladas. Asimismo, se han propuesto algunas directrices para una buena gestión del agua en el diseño de fachadas ventiladas.